黃嫚嫚，黃翔，劉慶雅，張海廷

（中國移動(dòng)通信集團(tuán)江蘇有限公司徐州分公司，江蘇 徐州 221000）

0 引言

隨著市場(chǎng)和網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)容量不足問題日漸突出。特別是用戶聚集的熱點(diǎn)區(qū)域，基站扇區(qū)頻譜資源滿配后仍頻發(fā)高負(fù)荷問題，嚴(yán)重影響用戶上網(wǎng)速率感知，且基站滿配扇區(qū)站點(diǎn)數(shù)量呈不斷增長的趨勢(shì)，根據(jù)用戶分布進(jìn)行小區(qū)擴(kuò)容或新增基站將成為后續(xù)高負(fù)荷問題優(yōu)化的重要手段之一。然而，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋸?fù)雜且規(guī)模巨大，工程師現(xiàn)場(chǎng)摸查用戶集中區(qū)域效率低，且無法準(zhǔn)確定位用戶聚集區(qū)域，往往使得高負(fù)荷問題處理周期長，載波擴(kuò)容后流量分流效果不理想，造成資源浪費(fèi)，且無法有效提升用戶感知。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，用戶的大部分網(wǎng)絡(luò)需求和業(yè)務(wù)位于室內(nèi)，但室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜，測(cè)試工作量巨大，測(cè)試范圍和覆蓋評(píng)估準(zhǔn)確性都難以保證。因此，需要更加高效、準(zhǔn)確的用戶分布定位解決方案來指導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容和建設(shè)，為網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃和優(yōu)化提供更加精細(xì)化的數(shù)據(jù)依據(jù)。

針對(duì)上述問題，對(duì)用戶終端上報(bào)的MR數(shù)據(jù)開展深度解析，提取其中接收功率、接收質(zhì)量等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)外用戶區(qū)分和高精度定位。首先，通過分析MR采樣數(shù)據(jù)粗略確定小區(qū)內(nèi)用戶分布，并區(qū)分出室內(nèi)和室外用戶，再利用基于AGPS（Assisted Global Positioning System，輔助全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的MR采樣數(shù)據(jù)進(jìn)一步確定用戶分布區(qū)域，判斷出需要擴(kuò)容的范圍。然后，前臺(tái)測(cè)試人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)情況勘察和確認(rèn)，最終完成站址選擇。該方法前后臺(tái)高效配合、精確找出小區(qū)覆蓋范圍內(nèi)用戶聚集的區(qū)域，據(jù)此制定高價(jià)值區(qū)域載波擴(kuò)容方案，實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷扇區(qū)用戶分流，配合已有的宏站、室分站點(diǎn)搭建立體組網(wǎng)，重點(diǎn)布局微站，打造宏微室分立體組網(wǎng)，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)覆蓋和容量雙提升效果。

1 室內(nèi)外用戶區(qū)分及定位原理

1.1 熱點(diǎn)用戶定位原理

為直觀看出用戶聚集區(qū)，可對(duì)MR采樣數(shù)據(jù)可視化處理。首先對(duì)MR采樣數(shù)據(jù)柵格化，然后將單個(gè)小區(qū)MR采樣地理化呈現(xiàn)，通過熱力圖將柵格內(nèi)總采樣點(diǎn)、總采樣點(diǎn)平均電平等信息可視化，從而得出基站一個(gè)扇區(qū)采樣熱點(diǎn)分布，即“熱點(diǎn)區(qū)域”。全量MR采集的數(shù)據(jù)為用戶周期性上報(bào)的參考信號(hào)接收功率、參考信號(hào)接收質(zhì)量等信息，當(dāng)用戶打開GPS時(shí)，則包括用戶上報(bào)的經(jīng)緯度信息。

MR采樣數(shù)據(jù)定位精度為200 m以內(nèi)，但可區(qū)分室內(nèi)、室外用戶，定位主要采用三角定位原理。采用無線測(cè)距技術(shù)測(cè)量出用戶UE與3個(gè)基站eNB1、eNB2、eNB3的距離r1、r2、r3，結(jié)合eNB1、eNB2、eNB3的經(jīng)緯度坐標(biāo)，可計(jì)算出UE的位置，即實(shí)現(xiàn)用戶定位，如圖1所示：

圖1 三角定位原理

高精度AGPS采樣點(diǎn)占總采樣點(diǎn)30%左右，但其精度可達(dá)20 m以內(nèi)，靈活使用可提升優(yōu)化效率。AGPS定位技術(shù)結(jié)合了GPS定位和蜂窩基站定位的優(yōu)勢(shì)，借助蜂窩網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸功能，實(shí)現(xiàn)高精度定位和高速度定位。

如圖2所示，AGPS中從定位啟動(dòng)到GPS接收器找到可用衛(wèi)星的基本流程如下。

1）UE從蜂窩基站獲取到當(dāng)前所在的小區(qū)位置；

2）UE通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)將當(dāng)前小區(qū)位置傳送給網(wǎng)絡(luò)中AGPS位置服務(wù)器；

3）APGS位置服務(wù)器根據(jù)當(dāng)前小區(qū)位置查詢?cè)搮^(qū)域可用的衛(wèi)星信息（包括衛(wèi)星的頻段、方位、仰角等相關(guān)信息），并返回給UE設(shè)備；

4）UE根據(jù)得到的可用衛(wèi)星信息，快速找到相關(guān)GPS衛(wèi)星。至此，UE已經(jīng)可正常接收GPS信號(hào)，通過GPS衛(wèi)星獲取用戶經(jīng)緯度信息，實(shí)現(xiàn)用戶精準(zhǔn)定位。

圖2 AGPS定位原理

1.2 室內(nèi)外用戶判斷原理

室內(nèi)外用戶區(qū)分主要是基于無線電波傳播室內(nèi)穿透損耗特性，占用同一小區(qū)時(shí)，相同TA（跟蹤區(qū)，Tracking Area）情況下，室內(nèi)外用戶的RSRP不同。假定不存在室分信號(hào)泄露情況，用戶的服務(wù)小區(qū)為室分小區(qū)時(shí)，判定用戶位于室內(nèi)。對(duì)于服務(wù)小區(qū)為室外小區(qū)的場(chǎng)景，利用無線信號(hào)傳播原理進(jìn)行判定，位置相同或相近的室內(nèi)和室外用戶，接收信號(hào)強(qiáng)度主要區(qū)別于是否有建筑物的穿透損耗，室內(nèi)用戶的RSRP明顯弱于室外用戶。例如，在某服務(wù)小區(qū)TA=2區(qū)域，室外用戶的RSRP為-85 dB，室內(nèi)用戶的RSRP為-100 dB，室外用戶RSRP比室內(nèi)用戶RSRP高15 dB，如圖3所示。針對(duì)同一個(gè)小區(qū)相同TA時(shí)開展RSRP路測(cè)，室外用戶路測(cè)RSRP整體比室內(nèi)用戶RSRP高10～20 dB，如圖4所示。

圖3 相同TA室內(nèi)和室內(nèi)用戶的RSRP

圖4 同小區(qū)同TA室內(nèi)外用戶路測(cè)RSRP對(duì)比

2 室外熱點(diǎn)區(qū)域選址擴(kuò)容運(yùn)用實(shí)例

LTE***龐莊電廠南站點(diǎn)260°方向的小區(qū)長期流量和PRB（物理資源塊）利用率高負(fù)荷，現(xiàn)有的F波段、D波段、A波段、FDD波段等頻率資源已全部使用，根據(jù)現(xiàn)有資源，無擴(kuò)容空間，需新增站點(diǎn)進(jìn)行業(yè)務(wù)分流。

2.1 熱點(diǎn)區(qū)域定位

針對(duì)高負(fù)荷方向上所有小區(qū)的MR采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，根據(jù)用戶上報(bào)采樣點(diǎn)數(shù)量確定用戶在室內(nèi)外分布情況，其中室外用戶采樣數(shù)量占比67%，室內(nèi)用戶采樣數(shù)量占比33%，如表1所示。初步判斷出大部分用戶集中在室外場(chǎng)景，因此需要針對(duì)室外用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)分流，計(jì)劃在室外增補(bǔ)小基站或桿站等。

表1 室內(nèi)外用戶MR采樣點(diǎn)數(shù)

為直觀地看出用戶聚集情況，對(duì)MR采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行多維度分析，進(jìn)行柵格化和地理化并生成熱力云圖。首先，生成柵格數(shù)據(jù)，根據(jù)需求設(shè)置柵格大小，本小區(qū)采樣?xùn)鸥駷?0 m×10 m，然后，將柵格數(shù)據(jù)渲染成采樣云圖，地圖上可直觀地看出用戶集中區(qū)域，如圖5所示。

為更加精確地確定用戶分布，對(duì)基于APGS的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，定位出用戶集中在***駕?？颇慷荚囍行母浇?，如圖6所示，其中綠色線圈內(nèi)為基于AGPS的MR采樣數(shù)據(jù)定位的用戶集中區(qū)域，紫色線圈內(nèi)為全量MR采樣數(shù)據(jù)判斷出的室外用戶集中區(qū)域，紅色線圈內(nèi)為全量MR采樣數(shù)據(jù)判斷出的室內(nèi)用戶的集中區(qū)域。精度不同的兩種定位方法定位的用戶分布區(qū)域基本一致，相互印證準(zhǔn)確性。最后，根據(jù)定位結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)開展測(cè)試及勘察，發(fā)現(xiàn)駕考科目二考試車使用移動(dòng)公司的手機(jī)數(shù)據(jù)卡，考試線路均主占該站點(diǎn)260°方向的小區(qū)，全天候幾十臺(tái)駕考設(shè)備實(shí)時(shí)與基站通信，導(dǎo)致基站負(fù)荷較高，用戶速率下降。經(jīng)容量計(jì)算，在該科目二考場(chǎng)沿線建設(shè)小基站，實(shí)現(xiàn)分流，如圖7所示。

圖5 MR采樣云圖

圖6 基于AGPS定位的用戶集中區(qū)域

圖7 現(xiàn)場(chǎng)勘查情況

2.2 建設(shè)方案及效果評(píng)估

高負(fù)荷區(qū)域內(nèi)有多輛考試車輛頻繁與基站交互，考試起點(diǎn)及終點(diǎn)考試車輛密集，小范圍內(nèi)出現(xiàn)短時(shí)大量通信，造成站點(diǎn)負(fù)荷較高問題，上行容量瓶頸更為突出。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘查，結(jié)合駕考車數(shù)量及后臺(tái)指標(biāo)進(jìn)行容量計(jì)算，最終確定在考點(diǎn)開始、結(jié)束位置及沿線建設(shè)微型桿站，實(shí)現(xiàn)負(fù)荷分流。建設(shè)開通后，覆蓋區(qū)域忙時(shí)總流量由31.82 Gb增至42.28 Gb，增幅32.87%，忙時(shí)PRB利用率由59.47%降至47.23%，降幅20.58%，上下行速率也相應(yīng)提升30%以上，如表2和圖8所示。

表2 建設(shè)前后指標(biāo)對(duì)比

圖8 建設(shè)前后流量、PRB利用率對(duì)比

3 室內(nèi)熱點(diǎn)區(qū)域選址擴(kuò)容運(yùn)用實(shí)例

LTE***香城路站點(diǎn)45°方向連續(xù)多天出現(xiàn)流量高負(fù)荷問題，周邊站點(diǎn)已承擔(dān)部分用戶分流，該站點(diǎn)F波段、D波段、A波段、FDD波段等頻率資源已全部使用，且已配置高性能的3D-MIMO設(shè)備，容量問題仍無法解決，多個(gè)用戶反映上網(wǎng)問題?；诂F(xiàn)有頻點(diǎn)和設(shè)備資源，已無容量擴(kuò)展空間，需新增站點(diǎn)分流。

3.1 熱點(diǎn)區(qū)域定位

對(duì)該站點(diǎn)45°方向所有小區(qū)MR數(shù)據(jù)采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，粗略定位出用戶聚集區(qū)，確定用戶在室內(nèi)和室外分布情況，其中室內(nèi)用戶MR采樣占點(diǎn)比69%，室外用戶采樣點(diǎn)占比31%，因此可推斷出大部分用戶集中在室內(nèi)場(chǎng)景，如表3所示。初步判斷需要在室內(nèi)建設(shè)室分網(wǎng)絡(luò)，將室內(nèi)用戶分流至室分系統(tǒng)。

表3 室內(nèi)外采樣點(diǎn)數(shù)

進(jìn)一步分析基于APGS的采樣數(shù)據(jù)，縮小現(xiàn)場(chǎng)排查范圍，定位出用戶集中江蘇省***人民醫(yī)院附近，如圖9所示。

通過現(xiàn)場(chǎng)開展測(cè)試及勘察，發(fā)現(xiàn)該醫(yī)院無室分網(wǎng)絡(luò)覆蓋，醫(yī)院門診樓、住院部、急救中心等多棟樓宇用戶密集，是導(dǎo)致站點(diǎn)高負(fù)荷的主要原因，如圖10所示，其中醫(yī)療費(fèi)支付、視頻、即時(shí)通訊等業(yè)務(wù)需求較高，小區(qū)上行和下行均出現(xiàn)高負(fù)荷問題。

圖9 基于AGPS定位的用戶集中區(qū)域

圖10 現(xiàn)場(chǎng)勘查情況

3.2 建設(shè)方案及效果評(píng)估

通過現(xiàn)場(chǎng)勘查及容量計(jì)算，制定室分建設(shè)方案，在醫(yī)院的門診樓、急救中心、3棟住院樓規(guī)劃并建設(shè)室分網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，用于承載室內(nèi)用戶。站點(diǎn)開通后，覆蓋區(qū)域忙時(shí)總流量由45.92 Gb增至55.19 Gb，增幅20.19%，忙時(shí)PRB利用率由72.42%降至43.76%，降幅39.57%，上行速率感知提升35%以上，下行速率感知提升47%以上，高負(fù)荷小區(qū)問題全部解決，如圖11和表4所示。

圖11 建設(shè)前后流量、PRB利用率對(duì)比

表4 建設(shè)前后指標(biāo)對(duì)比

4 結(jié)束語

基于MR采樣數(shù)據(jù)的熱點(diǎn)用戶定位方法，能夠有效區(qū)分出室內(nèi)、室外用戶，并實(shí)現(xiàn)用戶集中區(qū)域的精確定位，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況勘察，可快速、準(zhǔn)確地完成站址選擇和擴(kuò)容方案制定，支撐完成高價(jià)值區(qū)域精準(zhǔn)擴(kuò)容，實(shí)現(xiàn)高負(fù)荷扇區(qū)業(yè)務(wù)分流，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)指標(biāo)和用戶感知提升。方案實(shí)施后，小區(qū)忙時(shí)總流增幅25%以上、忙時(shí)PRB利用率降幅31%以上、上下行速率感知提升30%以上，有效地推動(dòng)市場(chǎng)發(fā)展和提升用戶感知。